DK155352B - Anordning til fyldning af sandforme med metalsmelte - Google Patents

Description

DK 1S5352B

Den foreliggende opfindelse angår en anordning til fyldning af sandforme med metalsmelte, og som er dannet af en smeltebeholder med mindst ét bundudløb med proplukke og mindst én i oversiden af sandformen anbragt istøbningsåbning, 5 og hvor smeltebeholderen og sandformen er anbragt med bundudløbet og istøbningsåbningen liggende lodret ud for hinanden i fyldningspositionen.

Fra DE offentliggørelsesskrift nr. 2.343.036 kendes en anordning til støbning af stål, ved hvilken der i fyld-10 ningspos it ionen mellem bundudløbet i en støbeske og en istøb-ningstragt i en støbeform anvendes to hullegemer, som kan forskydes teleskopagtigt i forhold til hinanden med en mellemliggende giidepakning. For at undgå oxidation af den udstrømmende smelte tilføres der en beskyttelsesgas til det 15 indre af hullegemerne. Til beskyttelse af hullegemerne mod smeltesprøjt er der anbragt en ringformet beskyttelsesplade om istøbningstragten.

Da smeltestrålen under støbningen strømmer fra støbeskeen til indløbstragten i et frit fald over en vis højde, 20 og da støbningen i øvrigt ikke direkte kan iagttages udefra, er en indretning til nøjagtig dosering af den udstrømmende smelte svarende til støbeformens fyldningskapacitet uundværlig dels for at forhindre overløb fra støbetragten og dels for at sikre en fuldstændig fyldning af støbeformen. Sådanne 25 doseringsindretninger er imidlertid meget komplicerede og tilsvarende vediigeholdelseskrævende.

Formålet for den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en anordning af den indledningsvis anførte art, med hvilken man uden brug af beskyttelsesgas undgår oxidation 30 af smelten under støbningen, som ikke giver anledning til smeltesprøjt, og som ikke kræver anvendelse af nogen kompliceret doseringsindretning.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at der mellem bundudløbet og istøbningsåbningen er tilvejebragt et overgan-35 gen dannende skillelegeme, som er indrettet til med den ene

DK 155352 B

2 side at kunne forbindes tæt med bundudløbet og med den anden, over for liggende side med støbeformens istøbningsåbning.

Ved på denne måde, ved sænkning af smeltebeholderen via anlæg mod et skillelegeme at forbinde bundudløbet tæt-5 sluttende med sandformens istøbningsåbning før istøbning af metallet i sandformen elimineres enhver mulighed for oxidation af smelten og smeltesprøjt under fyldningen af formen, der sker under et praktisk talt konstant ferrostatisk tryk.

Når formen er støbt fuld, lukkes smeltebeholderens bundudløb 10 med proplukket, og smeltebeholderen hæves, hvorved støbningen er afsluttet.

Foretrukne udførelsesformer for og træk hos anordningen ifølge opfindelsen er angivet i de uselvstændige krav.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives ud fra 15 udførelsesformer, idet der henvises til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et lodret snit gennem en anordning i støbeposition, før smeltebeholderen bringes til anlæg mod en støbeform, fig. 2 det i fig. 1 viste efter at smeltebholderen 20 er bragt til anlæg mod støbeformen og med istøbt smelte, fig. 3 det samme med afløftet smeltebholder efter afsluttet istøbning, fig. 4 udløbspartiet af smeltebeholderen i en stilling, hvor det flugter mod indløbspartiet i støbeformen, og 25 i større målestok, fig. 5 en variant af et udløbsparti i en stilling, hvor det flugter med et indløbsparti på støbeformen, og i større målestok, fig. 6 en yderligere variant af et udløbsparti i en 30 stilling, hvor det flugter med et indløbsparti på støbeformen, og i større målestok, fig. 7 en ekstra variant af et udløbsparti ligeledes i en stilling, hvor det flugter med et indløbsparti på støbeformen, og 35 fig. 8 en yderligere, ekstra variant af et udløbsparti

DK 155352 B

3 ligeledes i en stilling, hvor det flugter med et indløbsparti på støbeformen.

Fig. 1, 2 og 3 viser i lodret snit indretningen af en smeltebeholder 1 med et proplukke dannet af en af en 5 cylinder 2 aktiveret propstang 3 og et bundudløb 4. Beholderens indvendige rum 5 er via en sifon 6 i forbindelse med en ifyldningsåbning 7 på smeltebeholderen. Derved undgås i vidt omfang indtrængning af eventuel slagge i det indre beholderrum 5. Til fyldningen af smeltebeholderen 1 er der 10 eksempelvis over ifyldningsåbningen 7 vist et udløb 8 fra en smeltetransportbeholder 9, hvormed der efter behov kan tilføres smeltebeholderen 1 smelte 29.

Bundudløbet 4 udviser en ved undersiden af smeltebeholderen 1 påformet tap 10, som kan bringes til anlæg mod 15 en indløbsåbning 22 i en støbeform 15, og gennem hvilken en udløbsboring 28 er ført. Forbundet med istøbningsåbningen 22 findes en til støbeformen 15*s støbesystem knyttet indløbskanal 24. For at muliggøre optimale strømningsforhold for den udstrømmende smelte er tværsnittet af udløbsboringen 20 28 i bundudløbet 4 i forud fastlagt omfang gjort større end tværsnittet af indløbskanalen 24 i støbeformen 15.

På undersiden af smeltebeholderen 1 er fortrinsvis anbragt flere vægtningselementer 14 for støbeformen 15 med henblik på at optage det ved fyldning optrædende ferrodyna-25 miske tryk. Disse vægtningselementer 14 kan både være udformet som bevægelige vægtningsvægte og som sådanne elementer, der kan belastes under indvirkning af vægten af smeltebeholderen 1 og/eller som fjedrende elementer.

Alt efter støbeintervallerne for støbeformen 15 og/el-30 ler størrelsesordenen af smeltebeholderen 1 kan der være tilvejebragt en induktiv opvarmning både for det indre beholderrum 5 og for bundudløbet 4.

Ved den gengivne udførelsesform er smeltebeholderen 1 indrettet bevægelig både i et lodret og et vandret plan 35 eller i et fra disse afvigende plan, således at smeltebehol-

DK 155352 B

4 deren 1 kan bringes i den nøjagtige støbeposition i forhold til støbeformen 15.

Det er imidlertid uden videre muligt ligeledes at udforme støbeformen 15 således, at den kan bringes i støbe-5 position ud for smeltebeholderen 1, eller at indrette begge dele, smeltebeholderen 1 og støbeformen 15, bevægelige i forhold til hinanden til støbepositionen.

Til lodret bevægelse af smeltebeholderen 1 er der på begge sider af støbeformen 15 tilvejebragt pneumatisk eller 10 hydraulisk virkende løftecylindre 16, som med deres stempelstænger 19 er forbundet med en smeltebeholderen 1 bærende drager 17. Løftecylindrene 16 er understøttet på konstruktionselementer 18, som eksempelvis er indrettet til en horisontal bevægelse af det smeltebholderen 1 bærende ophæng 16 15 og 17. I stedet for løftecylindrene 16 kan der ligeledes anvendes mekanisk eller elektromekanisk virkende mekanismer.

Støbeformen 15 bæres af en underlagsplade 20 og er sammen med denne anbragt på en rullebane 21 og har ved sin overside 32 en istøbningsåbning 22, som i støbepositionen 20 flugter med bundudløbet 4 i smeltebeholderen 1. I stedet for rullebanen 21 kan der ligeledes alt efter arten af støbeformen 15 anvendes en anden transportanordning eksempelvis et pladebånd. Støbeformen 15 kan både som vist være en i en formkasse indfattet sand'form og en kasseløs sandform.

25 Fig. 4 viser i større målestok det i fig. 1, 2 og 3 anvendte udløbsparti af smeltebholderen 1 i flugtende stilling med indløbspartiet af støbeformen 15. Den på smeltebeholderen 1 påformede tap 10 af udløbspartiet er herved langs omkredsen udformet cylindrisk og med en keglestubformet 30 ansats 11, hvis snævre ende omgiver udstrømningssiden 12 af udløbsboringen 28. Keglevinklen 13 for den keglestubformede ansats 11 er fortrinsvis en stump vinkel.

I isstøbningsåbningen 22 i støbeformen 15 er indsat et skillelegeme 23, som har en kegleformet tragtdel med en 35 på dennes snævre ende påformet, rørformet forlængelse. Med den rørformede forlængelse indgriber skillelegemet 23 i 5

DK 15.5352 B

istøbningsåbningen 22’s istøbningskanal eller støbetap 24, mens tragtdelen af skillelegemet 23 ligger på istøbningsåbningen 22, der er udformet som en til tragtdelen passende fordybning i støbeformen 15. Skillelegemet 23 er fortrinsvis 5 fremstillet af et varmebestandigt materiale. Åbningsvinklen 25 af tragtdelen af skillelegemet 23 såvel som for den som fordybning udformede istøbningsåbning 22 er valgt identisk med keglevinklen 13 for den keglestubformede ansats 11 på tappen 10 af bundudløbet 4, idet den største diameter af 10 istøbningsåbningen 22 fortrinsvis er tilnærmelsesvis lig med diameteren af tappen 10 af bundudløbet 4.

Det af tragtdelen af skillelegemet 23 dannede hulrum er valgt en bestemt brøkdel større end hulrummet i udløbsboringen 28 i bundudløbet 4, hvorved det opnås, at den efter 15 lukning af udløbsboringen 28 og hævning af smeltebeholderen 1 tilbage i udløbsboringen 28 værende smelte kan løbe ud i denne tragtdel.

Den ydre kant af tragtdelen af skillelegemet 23 er udformet med en cylindrisk randdel 26, på hvilken en ved 20 tappen 10 af bundudløbet 4 aftageligt påsat, fjedrende understøtningsring 27 kan bringes til anlæg. Understøtningsringen 27 har til formål at bevirke en problemfri adskillelse af tappen 10 af bundudløbet 4 fra skillelegemet 23 efter udstøb-ning af støbeformen 15. Ligeledes kan der være tildelt under-25 støtningsringen 27 den funktion at bringe skillelegemet 23 til tæt anlæg i istøbningsåbningen 22 i støbeformen 15 forud for kontakten med bundudløbet 4 med henblik på at sikre en tæt overgang.

Fig. 5 viser i større målestok en variant af udløbs-30 partiet af smeltebeholderen 1 i flugtende position i forhold til istøbningspartiet af støbeformen 15. Den smeltébéholderen 1 påformede tap 10 er her ved udløbssiden 12a af udløbsboringen 28 fortrinsvis udformet lidt konveks, men kan imidlertid også være fladt udformet. Istøbningsåbningen 22 er indrettet 35 som en keglestub formet eller cylindrisk fordybning til optagelse af et som plade formet skillelegeme 23a. Koaksialt i 6

DK 1553S2B

forhold til istøbningskanalen 24 i støbeformen 15 er der i skillelegemet 23a anbragt en boring 30/ hvis diameter er tilnærmelsesvis lig med diameteren af istøbningskanalen 24. Som materiale til skillelegemet 23a anvendes et varmebe-5 standigt materiale/ men skillelegemet kan imidlertid svarende til den smelte 29, som skal støbes, også være dannet af en komposition af forskellige materialer. Den ydre formgivning af skillelegemet 23a svarer til smeltebeholderen l's tap 10, som i den viste udførelsesform er rund. Den kan imidler-10 tid også være tildannet i en anden geometrisk form, eksempelvis en polygonalform, idet enkelte partier af omkredsen af skillelegemet 23a ved anlæg mod tappen 10 trykkes ind i støbeformens formmateriale med henblik på at bevirke en vedhæftning i istøbningsåbningen 22. Udformningen af det 15 pladeformede skillelegeme 23a er i stort omfang tilpasset til størrelsen af støbeformen 15, og det kan derfor også være udformet som en løs, i istøbningsåbningen 22 indlagt skive, idet det ligeledes kan komme i betragtning at fremstille skillelegemet 23a med en bestemt fjedrende eller 20 plastisk formgivning eller af et materiale, som ændrer tilstandsform.

Den rumlige udformning af denne istøbningsåbning 22 er valgt således, at det herved dannede hulrum er større end det af proplukket i udløbsboringen 28 begrænsede hulrum 25 i bundudløbet 4.

Fig. 6 viser en yderligere variant af udløbspartiet af smeltebeholderen 1 ligeledes i flugtende stilling med støbeformen 15* s istøbningsparti. Den smeltebeholderen 1 påformede tap 10 er her udformet fladt ved udstrømningssiden 30 af udløbsboringen 28 og kan i egenskab af pakflade være forsynet med mindst en ringnot 31.

Istøbningsåbningen 22 er ved dette arrangement tilvejebragt som en kegleformet udvidelse af indløbskanalen 24. Over istøbningsåbningen 22 og liggende på oversiden 32 35 af støbeformen 15 er anbragt et som cylinder formet hullegeme udformet skillelegeme 23b, i hvis bundflade 33 er indsat en 7 DK 155352 udløbsstuds 34, der har en til istøbningsåbningen 22 tilpasset form og indgribende i istøbningsåbningen 22 forbinder skillelegemet 23b med indløbskanalen 24 i støbeformen 15.

Ved omkredsen af åbningssiden af den cylindriske del af 5 skillelegemet 23b kan der være tilvejebragt en krans af fjedrende understøtningsflige 35 med henblik på en frastødning af skillelegemet 23b fra smeltebeholderen 1 efter fyldning af støbeformen 15.

Det af den cylinderformede del af skillelegemet 23b 10 dannede hulrum er ligeledes valgt en bestemt del større end det af propstangen 3 begrænsede hulrum af udløbsboringen 28 i bundudløbet 4, hvorved der opnås, at den efter lukningen af udløbsboringen 28 og hævning af smeltebeholderen 1 endnu i udløbsboringen 28 værende smelte 29 kan løbe ud i denne 15 cylinderformede del.

Fig. 7 viser som yderligere variant udløbspartiet af smeltebeholderen 1 ligeledes i flugtende position med støbeformen 15's istøbningsparti, hvor der er anbragt et pladeformet skillelegeme 23a som det i forbindelse med fig. 5 be-20 skrevne, som her er anbragt liggende på oversiden 32 af støbeformen 15 med dets boring 30 koaksial med den tragtformede istøbningsåbning 22 i støbeformen 15. Til fiksering af stillingen kan dette skillelegeme 23a være udstyret med et antal mod oversiden 32 af støbeformen rettede pigge 36. Den 25 smeltebeholderen 1 på formede tap 10 er i lighed med den i fig. 6 viste udførelsesform udformet fladt ved udstrømningssiden af udløbsboringen 28. Omgivende skillelegemet 23a er der i overiden 32 af støbeformen 15 indformet en fordybning 37, hvis dimensioner er valgt således, at der dannes et 30 hulrum, som er større, end det af propstangen 3 begrænsede hulrum i udløbsboringen 28 i bundudløbet 4.

Fig. 8 viser en yderligere variant af et udløbsparti i samme stilling som den, hvori de øvrige i fig. 4 til 7 er gengivet. Som skillelegeme 23c er der her tilvejebragt et 35 kohæsivt formlag som kan forbindes med den på smeltebeholderen 1 påformede tap. Som materiale kan eksempelvis anvendes

DK 155352B

8 et kompositmateriale på basis af grafit. Skillelegemet 23c kan både være tilvejebragt som et over tappen 10 påsat formlag 38 som vist og som et som en del af tappen 10 i pladeform udformet formlag eller som et formlag, som i plastisk til-5 stand kan påføres tappen 10 og i sluttilstanden er fast.

På oversiden 32 af støbeformen 15 er koaks ialt med udløbsboringen 28 i smeltebeholderen l's tap 10 anbragt en tragtformet istøbningsåbning 22. Uden for berøringsområdet mellem tappen 10 og støbeformen 15 er fortrinsvis koncentrisk 10 med istøbningsåbningen 22 i oversiden 32 af støbeformen 15 indformet en ringformet fordybning 37a, hvis dimensioner i lighed med den i fig. 7 viste er valgt således, at der dannes et hulrum, som er større end det af propstangen 3 begrænsede hulrum i udløbsboringen 28 i bundudløbet 4.

15 Ved udformningen af skillelegemerne 23 og 23b som hullegemer foreligger der mulighed for at forsyne indersiden af hullegemerne delvis med en belægning af et podemiddel, hvormed smelten 29 samtidig med støbningen kan podes.

Det er uden videre muligt at anvende en smeltébeholder 20 1 med flere bundudløb, idet hvert af bundudløbene 4 kan være knyttet til en tilsvarende istøbningsåbning 22 i en støbeform 15. I denne sammenhæng kan udløbsboringerne 28 i bundudløbene 4 ligeledes være forskellige med henblik på at sikre en harmonisering til indløbssystemerne.

25 Virkemåden af den beskrevne anordning består i det væsentlige i, at en støbeform 15 under smeltebeholderen 1 med en indløbsåbning 22 bringes i flugtende stilling med bundudløbet 4, idet der forud enten anbringes et skillelegeme 23, 23a eller 23b koaksialt med istøbningsåbningen 22, eller 30 alternativt forbindes et skillelegeme 23c med tappen 10 af bundudløbet 4. Denne stilling svarer til anordningens støbeposition.

Derpå sænkes ved aktivering af løftecylinderne 16 smeltebholderen 1 ned på støbeformen 15, hvorved der sker 35 et tæt anlæg mellem bundudløbet 4, skillelegemet 23, 23b eller 23c og støbeformen 15. Det herved af smelteholderen 9

DK 1R53S2B

l's vægt udøvede tryk bestemmes ved variation af sænkningen af smeltebeholderen 1 ved regulering af løftecylinderne 16 og virker samtidig som en del af vægtningen af støbeformen 15. Den øvrige del af vægtningen overtages af de på under-5 siden af smeltebeholderen 1 anbragte vægtningselementer 14.

I dette afsnit af støbestillingen åbnes proplukket ved hævning af propstangen 3, og smelten 29 kan under praktisk talt ensartet ferrostatisk tryk strømme ind i støbeformen 15. Det praktisk talt ensartede ferrostatiske tryk frem-10 kommer derved, at smeltebeholderen 1 herved virker som en støbeso.

Den tidsmæssige afslutning af støbningen bestemmes af støbeformens kapacitet, og nødvendiggør derved hverken en doseringsanordning eller en støbeniveaukontrol. Da støb-15 ningen sker i et lukket system, er en oxidation af smelten udelukket, og temperaturtab samt sprøjt fra smelten 29 kan undgås.

Efter afsluttet støbning lukkes proplukket ved sænkning af propstangen 3, og smeltebeholderen 1 løftes ved 20 aktivering af løftecylinderne 16. Den i hullegemet 22 eller fordybningerne 37 eller 37a tilbageværende restsmelte er kun ringe, idet udløbsboringen 28 kan holdes forholdsvis lille. Derved tilvejebringes et gunstigt forhold mellem det færdige støbegods og den nødvendige mængde flydende metal.

25 De fordele, som kan opnås med anordningen ifølge opfindelsen, består sammenfattende i, at smeltebeholderen herved udøver samme funktion som en støbeso, hvorved der under smeltens indstrømning i støbeformen opretholdes et praktisk talt ensartet ferrostatisk tryk, og at der uden 30 særlige styreanordninger kan opnås en stor vægtnøjagtighed og reproducerbarhed af den istøbte mængde ved et gunstigt forhold mellem det færdige støbegods og den anvendte mængde flydende metal. Da udstøbningen af støbeformen sker i et lukket system, kan en oxidation af smelten samt temperaturtab 35 og ligeledes smeltesprøjt undgås uden yderligere midler.

Den simple udformning tillader anvendelse såvel ved periodisk

DK 155352 B

10 arbejdende støberier som ved kontinuerlige form- og støbeanlæg, hvorved der frembydes en universal anvendelse til istøb-ning af forme.

Claims (11)

1. Anordning til fyldning af sandforme (15) med metalsmelte, og som er dannet af en smeltebeholder (1) med mindst ét bundudløb (4) med proplukke (3) og mindst én i oversiden 5 af sandformen (15) anbragt istøbningsåbning (22), og hvor smeltebeholderen (1) og sandformen (15) er anbragt med bundudløbet (4) og istøbningsåbningen (22) liggende lodret ud for hinanden i fyldningspositionen, kendetegnet ved, at der mellem bundudløbet (4) og istøbningsåbningen 10 (22) er tilvejebragt et overgangen dannende skillelegeme (23, 23a, 23b, 23c), som er indrettet til med den ene side at kunne forbindes tæt med bundudløbet (4) og med den anden, over for liggende side med støbeformens (15) istøbningsåbning (22) .

2. Anordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at et af istøbningsåbningen (22) eller en denne omgivende fordybning (37, 37a) dannet hulrum er større end et af proplukket (3) i en udløbsboring (28) begrænset hulrum i bundudløbet (4).

3. Anordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at skillelegemet (23) er udformet som et kegleformet hullegeme og ved den snævre, mod formen (15) vendende ende har en påformet rørformet forlængelse.

4. Anordning ifølge krav 1, kendetegnet 25 ved, at skillelegemet (23a) er pladeformet og har en til anlæg ved sandformens (15) istøbningskanal (24) indrettet boring (30).

5. Anordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at skillelegemet (23b) er et cylinderformet hullegeme, 30 hvis bundflade (33) har en til anlæg mod sandformens (15) istøbningsåbning (22) indrettet udløbsstuds (34).

6. Anordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at skillelegemet (23) er kegleformet, at udløbsåbningen (28) har en ansats (11), og at det kegleformede skillelegemes 35 (23) åbningsvinkel (25), ansatsens (11) keglevinkel (13) og istøbningsåbningens (22) åbningsvinkel er identiske. DK 155352 B

7. Anordning ifølge lerav 1 og 4, kendetegnet ved, at åbningsvinklen (25) henholdsvis keglevinklen (13) er en stump vinkel.

8. Anordning ifølge krav 1, kendetegnet 5 ved, at der over sandf ormen (15) ved undersiden af smeltebeholderen (1) er anbragt vægtningselementer (14) for sandformen (15).

9. Anordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at tværsnittet af bundudløbets (4) udløbsboring (28) 10 er større end tværsnittet af sandformens (15) indløbskanal (24).

10. Anordning ifølge krav 3, kendetegnet ved, at der ved bundudløbet (4) aftageligt er påsat en fjedrende understøtningsring (27), der er indrettet til at kunne 15 bringes til anlæg mod skillelegemet (23).

11. Anordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at skillelegemet (23b) i tilslutning til dets øvre rand er udformet med en krans af fjedrende understøtningsflige (35) . 20